全國中小學科展

國小組

七拼八湊話幾何

七巧板是一個很好的學習教材,其中包含了幾種我們所熟悉的平面圖形,在探究圖形其性質之餘,我們發現在圖形組合中又可以演變出很多不同的形體變化,因此決定以七巧板作為我們研究發展的主題。從形體的組成要素探索,到兩兩配對組合能否形成鑲嵌圖形?再縮小研究範圍至正方形、長方形及平行四邊形等三種基本平面圖形,採用不同巧板不同塊數進行搭配組合成大小不同的三種基本平面圖形,再配合三種色彩及各種圖形轉換的技巧(水平翻轉、垂直翻轉、旋轉及交錯複製),創意出千變萬化的鑲嵌圖形基模,並且將這些鑲嵌圖形基模輸入電腦,利用繪圖軟體作大平面的鋪呈,形成一幅幅有創意的圖形,以做為我們美化居家環境的參考。整個研究中讓我們深深地感受到“數學即生活”,更讓我們體會到數學的唯美。

老祖母的清潔秘方失靈了嗎?

本實驗的研究動機在於看到阿嬤常用一些我們現在已很少用的材料洗東西,引起我們的好奇。老祖母的清潔秘方失靈了嗎?\r 在實驗初除了蒐集許多資料外,也向一些人詢問以前常用的清潔衣物或物品的方法,一步步求證,每一個實驗均與上一個實驗的結果相關,慢慢找出答案。本次研究目的主要是用不同的原料做肥皂,然後找出最具清潔力的肥皂。本組在台北市評審老師建議下增加後續實驗-用回鍋油做皂基清潔力測試,看是否更具清潔力並具環保價值。\r 歷經三個月的實驗,本組實驗得到結論如下:\r (一)皂化過程是一種持續在變化,約需一星期至四星期才完成皂化過程。動物油脂因含飽和脂肪,很快就成固狀了,植物油脂皂化較慢。\r (二)比較椰子油、葵花油及牛油做成皂基的清潔力,椰子油清潔效果第一。\r (三)各種從前常用的自然清潔材料,如茶仔油渣粉及黃豆粉加在肥皂中可明顯的增加清潔力。\r (四)茶仔油渣添加椰子油皂基所做出的肥皂,即使與現在化學清潔劑相比也是最佳的。\r (五)後續實驗發現,回鍋油皂的清潔效果比椰仔油皂還好,可取代椰仔油皂,而且可做廢油回收,在成本及環保上都有突破性的意義。

植物被「蟎」住的真相

本組經過野外調查,發現神澤氏葉蟎(Tetranychus kanzawai)在植物上的結網的過程、生活史、傳播的方式,以及牠們特殊的生物行為後,經文獻查證,假設許多與神澤氏葉蟎的生物習性,實驗設計葉蟎對光、熱的忍受程度和族群的消長,研究出葉蟎對在不同環境下的生物反應與族群密度關係,最後並以生物防治用天敵來控制神澤氏葉蟎的量,意外發現,利用牠寄生於小花蔓澤蘭做進一步防治的研究,實驗初步成功的以葉蟎控制小花蔓澤蘭的效果,期待未來能更深入研究提出有效控制小花蔓澤蘭的顯著效果。

晶晶計較-明礬結晶的奧秘

我們發現糖度計刻度和明礬溶液的濃度呈線性正比關係,且相同濃度的明礬水溶液在不同液溫時,糖度計刻度相同,可以用糖度計來測量明礬濃度。濃度10~20g/100ml的熱明礬水,降至室溫15℃未搖晃的情形下,沒有均勻成核的現象,搖晃後則有均勻成核現象。以透明度和晶種完整性考慮,在液溫30~60℃,濃度13~14g/100ml (8~8.5°Brix)的熱明礬水,不搖晃的情形下適合做晶體的二次培養。每次換水的晶形會記錄在晶體的底部,多次培養側邊有階梯狀,六邊形晶體長大後會有Y字型圖案。發現所有金字塔型晶體,斜面與底部夾角約55度,進而分析明礬晶體的晶面角守恆的現象,發現晶面夾角皆為105゚與125゚。

文蛤噴水行為的研究

藉由觀察文蛤噴水行為了解文蛤的呼吸,並探討會影響文蛤噴水次數的因素,讓我們對文蛤的噴水行為有更深入的了解。

變化多端的亞緹米絲─月亮相關主題之探討

一、本研究的主要目的在於(一)從課本中發現有關「月亮」單元內容的問題。(二)學習以雙筒望遠鏡進行天文觀測,並使用資訊科技來協助處理、分析科學資料。(三)熟悉月亮運動的各項特性。二、本研究主要所得的結果(一)望(滿月)以農曆 16 出現的次數最多,而朔(新月)的出現則固定在農曆初一。(二)因為我們位在北半球,所以月亮東升後會有偏南運行的現象,然後再西落。但並不是所有的時間都要“面南”觀測月亮。(三)書籍課本與電腦網路的資料,或是以往我們所認為理所當然的事情,並不必然一定是正確的,凡事應隨時抱持著懷疑的態度,並以科學的精神小心求證。(四)天文觀測並不一定都需要複雜的儀器,其實雙筒望遠鏡也能發揮很大的功用!三、對於未來研究的建議關於月亮方面的探討,應該可以進一步研究:四季變化(春、夏、秋、冬)與月亮升落角度及路徑的變化;估測月亮大小的各種方法;還有月亮是不是也可以像太陽一樣,藉由影子的變化來測量時間(製作“月晷”)的可能性…等月亮相關的延伸主題,以更清楚掌握月球運動的相關知識。

城堡上的衛兵

一、剛研究此題時,我們以自製的城堡圖及棋子來模擬,試著找出答案,但隨著衛兵數的增加,答案也隨之增多,所以我們開始以討論的方式來尋找答案,但無論如何討論,似乎總會漏掉幾個答案。因此,我們改變原有的思維,再次重新思索題目,尋求解決的方法。最後,利用「不等式」及「不定方程式」來逐一討論各種情況。二、有 m 個衛兵,要站在 n 邊形的城堡崗哨上,且每邊的衛兵人數要相等,則:(一)從 m≦ n ×s ≦2m 中,找出所有符合條件的 s 值(s N)。(二)再由所找出的每一個 s 值中,求出在其條件下的 p、q 值。(p = n ×s - m,q = m - p;p、q N 或 0)(三)由 p、q、s 的值中,求出 a1 、a 2 、a3 、…、a 2n 的值。(a1 、a 2 、a3 、…、a n2 N 或 0)(四)刪除重複的答案後,即為所求。註:1.站在頂點的衛兵人數和p = a1+a 3 +a 5 +…+a 2n_1 2.站在非頂點的衛兵人數和q = a 2 +a 4 +a 6 +…+a 2n 3.衛兵人數和m = p+q= a1+a 2 +a 3 +…+a 2n 4.每邊衛兵人數s = a1+a 2 +a 3 =a 3 +a 4 +a 5 =…=a 2n_1+a 2n + a1

任我行的「吸星大法」--磁鐵與電磁關係的研究

磁鐵的磁力現象與電磁關係,對於身為國小學童的我們而言,是看似具體卻是抽象的現象,因此當同學生有此疑問時,我們便藉此機會來深入探討研究。在翻閱相關的資料、深入思考與設計實驗後,我們發現了:(1)磁鐵不是只會吸引鐵製品、(2)磁鐵的吸力不受時間和吸引物多寡的影響、(3)磁鐵的吸力各個部位有差異、(4)鐵針與磁鐵摩擦或接觸越久吸力越強、(5)可藉由指南針來顯示磁力線的方向、(6)燒烤和敲打磁鐵都會使其磁力減弱、(7)磁鐵的隔空吸力不受中間物質的影響、(8)磁鐵的大小與吸力大小並無直接相關、(9)折斷的磁鐵其磁極互補且磁力消弱、(10)可以散置的磁鐵模擬鐵製品的無磁性現象、(11)磁鐵的磁性永久與否與金屬材質有關、(12)增加電力或線圈個數都可增加電磁鐵的吸力、(13)增加電力或線圈個數不影響永久磁鐵的磁力、(14)感應電流會受磁鐵棒的磁力大小和插入方向的影響、(15)與磁鐵相吸的乾電池其電力會減弱…等。經由這 20 幾項的實驗,讓我們深入而具體地了解磁力現象與電磁間的關係。

酒矸英雄

堆積如山的廢棄金門高梁酒瓶沒有妥善回收,是金門的棘手問題,危險又危害環境。 從實驗發現:以廢棄高粱酒瓶碎粒取代砂子,對水泥砂漿試體的抗壓結果,實驗組強度均高於對照組,所以酒瓶碎粒可取代砂子。且實驗組吸水率均較對照組低,即使梅雨季,牆面也不易潮濕,又可達到耐久使用的需求。由文獻發現:砂與玻璃碎粒的主要成分皆為二氧化矽,但玻璃無氯離子,可避免有「海砂屋」疑慮。 因此,以酒瓶碎粒取代砂子,既可達到廢棄物減量,經過循環再利用,又可重新賦予酒瓶新生命,降低材料成本,符合海島型氣候的金門特色綠建材。 金門高粱酒一生鞠躬盡瘁,「始」而後已,不僅是創造金門經濟奇蹟的「酒國英雄」,更是打造環保綠建築的「酒矸英雄」。

"啡"比尋常~研究咖啡渣紙容器之環保實用表現

2020年受新冠狀肺炎疫情影響,許多店家改用一次性紙容器,用完即丟,與環境保護背道而馳。因此,我們將廢棄的咖啡渣與回收紙結合,製作可重複使用的「咖啡渣紙容器」,並將用過的紙容器再次利用,作為可自行降解在土壤裡的環保花盆,甚至延伸應用到餐墊、紡織品、防撞墊、透水磚…等產品。 本研究將咖啡渣紙團以一體成型方式塑型,過程中添加糯米膠強化塑型的穩定度,並在紙容器外層刷上蜂蠟,結果發現咖啡渣紙容器在塑型、防水、耐溫、強韌、耐酸鹼與滿意度調查各方面表現均佳且穩定。 本研究之咖啡渣紙容器不僅可取代一次性紙容器,更可重複使用,甚至用後埋入土壤,有助於菜苗生長,有效達到「藍色經濟」之零廢棄、零排放的環保理念。